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环境科学与工程范文1
作者简介:杨迎春(1972-),男,四川南充人,成都信息工程学院资源环境学院,教授;刘盛余(1976-),男,四川内江人,成都信息工程学院资源环境学院,教授。(四川 成都 610225)
基金项目:本文系2009年成都信息工程学院教改基金项目(项目编号:Y200961)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0146-02
随着社会经济的快速发展,给各个国家带来的环境问题也越来越突出,诸如“温室效应”、“臭氧层空洞”、“生态破坏”等成为世人所关注的热门话题。正是在人们高度关注环境问题的情况下,环境类专业得到了空前发展。环境科学与环境工程专业作为20世纪后半叶才发展起来的新兴专业,同时也是交叉学科,得到了各个高等院校的重视。据不完全统计,全国开设有环境工程专业的高等院校近300所,开设有环境科学专业的高等院校200所左右,其规模仍有扩大的趋势。如此多的高等院校开设环境类专业既体现了国家对环境问题的高度重视,也说明了环境类学科中值得关注和研究的问题很多,这对环境类专业的发展既是机遇又是挑战。但由于教学设施、课程设置、实践教学基地缺乏等原因,很难培养出实践操作能力、技术应用能力都很强的专业人才。因此,注重课程教学的改革与探索,开展素质教育,对培养优秀环境类专业人才有着重要的作用。本文拟就环境科学与环境工程专业的入门课程“环境科学与工程导论”的教学与实践进行了讨论,以期为提高环境类专业的教学质量,增强学生的就业竞争力和适应能力做一些有益的探索。
一、“环境科学与工程导论”的课程对象及特征
1.课程性质和对象
“环境科学与工程导论”课是面向环境科学与环境工程专业开设的第一门专业必修课程,课程开设在学生进入大学的第一学期。这时学生还未接触到其他的相关专业课程,对专业知识了解很少,认识还比较模糊。通过对新生的问卷调查显示,大多数学生认为本专业的发展前景很好或较好,将来很有前途或者前途较好,选择本专业就读的原因是基于个人的兴趣和爱好。大多数学生希望毕业后能够继续深造(考研)以及从事与环境保护相关的工作。但调查中也发现部分学生对环境科学与环境工程专业并不是很了解,甚至对专业的认识很模糊,他们就读本专业的原因是由于考试分数和家长的影响等。同时,通过对近年来本专业的学生就业去向进行分析,发现成都信息工程学院环境专业毕业学生主要在以下几个行业就业:国家各级环保部门和科研单位,就业人数在10%左右;环保(含咨询服务)公司、工矿企业、设计单位等,就业人数在70%左右;考取研究生等继续深造者,占10%左右;自谋职业或者从事与本专业关系较小者占10%左右。说明大多数学生主要就业于环境保护及相关行业,并且近年来环保行业人才需求节节攀升,但其所需要的专业人才与学校提供的毕业生之间还存在着一定差距,学校不能全面满足其需求。
2.课程特征
“环境科学与工程导论”课程与公共选修课“环境科学概论”从课程性质上讲是不同的,一个是面向环境科学与环境工程专业学生的入门必修课程,一个是属于普及和提高大学生环保意识与理念的公共选修课程。但是,对于环境科学与环境工程专业学生而言,由于刚入校他们的基础跟其他专业的学生基本处于同一个水平线上。这就对该课程的教学内容、教学方式、教材选择等方面带来了诸多问题,也对教师的教学提出了更高的要求。从教学内容来讲,主要的环境问题包括大气、水、土壤、生物和物理性等方面的由来及其发展趋势仍然应当是教学的主要内容,但又要与公共选修课程有较大的区别。从教材来看,现在有关环境科学概论/导论、环境工程概论/导论方面的教材较多,但环境科学与工程导论的可选教材很少。开设本课程的目的是既要为学生以后的专业课程学习奠定必要的专业基础,又要拓宽学生的知识面,使学生对以后四年大学学习有一个全面和大致的了解与认识,还要培养和吸引学生学习本专业的兴趣与积极性。因此,在教学方式和方法的选择方面给教师提出了很大的难题。一方面,讲的内容过于通俗和平淡,就容易使本课程成为公共选修课的形式;另一方面,如果讲的太多、内容太深入,又可能会导致把后续课程的内容提前讲授了,对后面课程的学习产生影响。因而,对本课程进行深入的、全方位的教学探讨和改革十分必要。
二、“环境科学与工程导论”课程教学改革与实践
目前,高校所开设的“环境科学概(导)论”课程涉及的内容多为环境科学领域中的基础知识,是环境专业学生的专业入门课程,该课程教学质量的好坏对将来深入学习其他的专业课程有着十分重要的影响。该课程涵盖了环境专业学生所要学习的大部分知识内容,可为他们将来深入学习专业课程奠定良好的基础。通过近几年的教学实践以及对今后本课程的设想,拟进行以下方面的教学改革:
1.教学队伍的组织
以前认为导论课程不是专业课程且内容较浅,任何教师都可以讲授。但经过几年的教学发现,该课程实际上是在教学上很难把握的课程,并不是每个教师都可以上好的。因此,现在在安排教学任务时,要求选派在环境领域具有丰富实践经验的教师来承担该课程,并且派辅助教师进行相应的课程网站建设以及课外活动等。
2.课堂教学组织
课堂教学是提高教学质量的重要环节,具体开展了如下工作:
(1)开展案例教学。采用典型案例充实教学内容,是改进“环境科学与工程”课程教学的有效方法之一。为了丰富教学内容,增强教学效果,在教学过程中,根据教学内容,将世界上发生的一些重大环境污染事件或者学生身边接触到的一些环境污染事件作为案例进行剖析,引导学生进行思考,增强学生对这些事件的感性认识,为以后通过后续课程的学习上升到理性认识的高度做准备。这一阶段,学生还不具备较多的专业知识,主要是通过学习、构思和考虑可能有那些方法和途径去分析与解决这些环境污染问题,并通过以后专业课程的学习和实践,逐步设计和实施相应的解决方案。针对当前国内外出现的环境问题组织学生观看与该案例相关的专题视频录像或教师提出案例讨论主题后,要求学生按组在国内外期刊上独立查阅相关主题文献,进行课堂汇报讨论,从而提高学生发现问题和解决问题的能力,为继续深入学习打下坚实的基础。如对“我国湖泊富营养化出现的机制和防治对策”的讨论,可使学生了解我国湖泊富营养化的特点、生物化学和生态演化过程与发生机制以及湖泊富营养化产生的生态学原因等。从而培养学生查阅文献、阅读文献和分析文献的能力。
(2)热点问题探讨。在教学过程中,引入当今全球范围内出现的热点环境问题。如自2000年以来,各国开始广泛研究的环境内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,简称EDCs)和持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,简称POPs),这些物质会影响生物的内分泌系统,并具有致癌、致畸和致突变作用。近几年在环境中逐步发现并引起关注的医药品和个人护理用品(Pharmaceutical and Personal Care Products,简称PPCPs),它们在环境中的种类逐渐增加,并且对人和生态环境的潜在影响还未可知,值得进行深入的分析和研究。在课程中增加这些热点问题,可以加深学生的印象,引发学生结合日常生活进行思考。新知识的补充不仅激发了学生的学习兴趣,也拓宽了他们的知识面,为他们将来学习专业课程或进一步深造奠定了基础,可以强化学生对于本专业将来就业去向的认识,并在今后有意识地学习相关知识来解决随着人类社会发展而出现的新问题。
(3)开展问题教学法。问题教学法是教师在课堂上或课后设置一种问题情境,启发学生自己去研究、探索,寻找问题解决的途径和答案的一种教学方法。通过问题教学法启发学生去发现环境中存在的问题、认识问题、分析问题和解决问题等,从而掌握相关知识,提高学习兴趣,调动学生学习的积极性、主动性,培养学生的创新意识和综合能力。也改变了传统的灌输式教学方法过分注重知识的传授和记忆,忽视对知识的理解、思考和引申过程,更不重视对学生创造性思维方式的培养与训练的缺点。一般采用教师提出问题,也可以在课程进行到一定程度时启发学生结合自己对环境的观察、分析和调研等提出相应的问题。并且随着学生以后知识学习的深入,他们可以带着这些问题自己去逐步寻找答案,不断丰富专业知识以及提高分析问题和解决问题的能力,甚至到进行毕业论文/设计时可以自己提出和选择自己希望做的题目。在进行问题教学的过程中,教师及时正确的启发、引导、点拨是非常重要的。当然在讨论问题的过程中,学生还会遇到这样或那样的问题,需要教师的全方位参与和帮助。
3.课外教学活动
(1)网络平台交流。课堂上多媒体教学手段图文并茂、生动形象、动画影音和信息量大的特点为学生展示了有关历史和当前环境问题的立体图像。但课堂时间毕竟有限,大量的资料需要通过课后网络的形式传递给学生。如动画模拟各种环境污染物在大气、水、土壤、生物中的存在、化学特性、迁移、转化、等方面的影音图像,可引导学生进行理性思考,分析这些环境问题的由来和危害,考虑并初步设计关于其治理措施和方案。在课程网络平台上可进行师生交流和讨论,增加师生互动,随时与学生进行网络讨论,也可节省课堂时间,还可以进行有效的师生交互和生生交互的学习活动,包括专题讨论、网上协作、网上练习等。
(2)组织课外活动,引导学生自主学习。中国自古就存在“天人合一”的思想,老子《道德经》上说“人法地,地法天,天法道,道法自然”,体现了环境科学的主题,即追求人与自然的和谐统一。基于此,课程进行中让学生投身于大自然之中,开展与环境密切相关的考察和调查活动,可极大地激发学生的参与意识。
三、结束语
环境科学与工程是讲究可持续发展的学科,其教育的观念在不断的转变之中,一些新的观点和理念在不断更新和完善。为了环境科学与环境工程专业更好地发展,为了该专业学生具有更好的就业前景,能够在环境保护相关工作岗位和社会建设中发挥更大的作用与价值,对环境类专业的入门课程进行了改革,提高了教学质量,为后续课程的学习奠定了基础。
参考文献:
[1]邱秧琼,宋扬,顾征,等.工程导论:工科大学生的必修课[J].高等工程教育研究,2009,(1):115-119.
[2]周叶中,胡甲刚.论创新型人才培养与高校教学改革[J].武汉大学学报(社会科学版),2002,55(3):369-372.
[3]蔡铭.在专业基础课中树立大学生对专业的信心——以“交通工程导论”为例[J].交通职业教育,2012,(2):55-57.
[4]陈盛明,郑旭煦,宋应华,等.在化工专业新生中开设工程导论课程的探索与实践[J].广州化工,2011,39(19):118-121.
环境科学与工程范文2
您好!
非常感谢您在百忙之中抽出宝贵的时间垂阅我的自荐材料,我很荣幸能够向您做自我推荐。
我是太原理工大学环境科学与工程专业硕士毕业生,在贵单位招贤纳士之际,鉴于自己具有扎实的理论基础,丰富的专业知识,较强的自学能力,我有信心能够胜任该工作。因此,特向贵单位毛遂自荐。
本科四年里,在师友的教益和个人的努力下,我系统扎实地掌握了环境工程专业的基础知识及相关理论,多次获得学校奖学金,而且已经通过计算机国家二级、英语四级和普通话考试,并能熟练运用CAD、Word、Excel、PPT等软件。同时我还积极参加各类竞赛,并带领我们的数学建模小组取得了省级三等奖的好成绩!
在研究生三年里,通过和导师的学习以及一定的科研经历使自己对本专业有了更深刻地的认识。自己除了完成导师分配的科研任务还多次到污水处理厂参观学习,并且考取注册二级建造师证书、职称英语证书和驾驶证。在课余时间,我主动参加各类社会实践工作,2013年7-8月参加中国交通信息中心有限公司太原交警摄像监控布置的设计工作,2013年9-12月担任山西交通职业技术单位《公路施工环境保护监理》的代课教师,同时也经常带家教工作。
2015年毕业以后,先后在德州市燃气总公司和太原市市政工程总公司工作。在工作中主要参与了城市燃气次高压调压站建设及信息调度工作,城镇道路现场施工测量和质检的工作。
环境科学与工程范文3
经过了过去十天的金工实习真的是可谓大开眼界、收获不少。在实习期间,我接触了化学加工及表面处理、数控铣床、数车928、模具CAD/CAM、加工中心、数车980、铸造、钳工、电焊气焊、金属的热处理等十个工种,了解了这些工种相关的知识。通过一定的动手操作实践,掌握了某些技能,如:用阳极氧化的方法给铝合金上色,用PowerMill把设计好的工件进行仿真加工及转化成铣床能识别的程序,数车928的版面及对刀工序,设计软件MasterCam的基本操作,数车980车床控制版面及简单程序的编写,铸造的原理及铸模的制造,初步掌握了电焊和气焊的技巧和金属热处理的有关知识及操作。
化学加工及表面处理
四月三号是实习的第一天,实习的内容是化学加工及表面处理。经过老师的讲解,心理就开始觉得不安:一个一个的陌生名词,一件一件的前人的失败作品,似乎预视着我们今天的实习的风险不少。一点都不敢怠慢,赶紧把黑板上的工艺流程抄下,把要点抄下,以免出错,如:关于上色的,上玫瑰红要先上茜素红,再清洗,再上玫瑰红等;
工艺流程如下:1.除油;2.水清洗3.出光4.清洗5.阳极氧化6.清洗7.染色8.清洗9.风筒热风吹干封闭10.上腊11.描图12.雕刻13.腐蚀14.清洗15.出光16.清洗17电风筒吹干去腊
每个工序都有需要注意的地方,如除油要干净,出光的时间要控制好,阳极氧化的电流、电压要随温度变化及时间要控制好等。
小心翼翼地经过上述地工序,一件、也是首件出自我们自己地双手地作品出来了。一切的担心都扫去了。虽然图案不好看,但是没有失败。Yeah~!!!!
数铣
第二个工种是数铣,一个“数”字,大概就能让我们感觉到今天的内容是与“数”有关,就是与电脑有关。事实也是这样,四月四号;实习内容是把其他软件设计好的零件进行仿真加工和转化成数控铣床能识别的程序语言。学习使用的软件是:PowerMill。
一开始以后,老师就把我们“扔”在电脑房,要我们看教程,自己学习PowerMill。教程写了很多,计算机对零件的加工是通过参数的设计来完成的。PowerMill不具有图形编辑功能,掌握它的要点在于掌握相关参数的意义,工用。参数的设置影响了加工的效果,加工的时间等。参数设置以后可以进行仿真加工,检查效果。之后就可以转化为NC程序了。
现代化的技术离不开计算机和在工作中自学的能力是很重要的,这是这实习以后的感想。
数车928
这个工种的实习内容是,了解GSK928的控制版面和掌握对刀的过程,实习的重点是记得车床的数控版面的组成,以及各个按钮的的工用。每个按钮都有自己的工用,用数控车床对材料进行加工是通过编写程序来完成的。程序编写对加工的质量是很重要的,但是那要建立在对刀工序完成的出色的基础之上。所以对刀是很重要的,对刀过程中不能有一点点的错误,如果有错,将直接影响零件加工的质量。接触了这种车床的第一感觉就是:原来如此。一幕一幕生产的镜头立刻浮现在脑海中,机械的转动声把我带进了一个如火如荼的生产的车间里。唯一的遗憾就是不能使用它来加工工件。
模具CAD\CAM
工件的设计的现代化离不开电脑,这天的实习也是在计算机房里度过,接触的软件是MasterCam。数控的机床需要有数据输入才能工作,工件的设计软件就是要完成这一工作。Mastercam的页面与平时使用的绘图软件的版面有较大区别。要使用它来画图,对于一个初学者来说确实是有难度的,而且是英文版的就更有难度了。经过一番努力,按钮都没有认识完,但是在老师示范时就看到了它的功能的强大及它在设计的方面的方便之处。能够使用它来设计也是一种乐趣。
有些产品需要大批量生产,需要上百万的产量,那样的需求就不可能要求通过工人手工一个一个的加工生产,那样既耗时又耗财,而且效率又不高。这时候就需要用到模具,模具应用于简单产品的大批量生产是非常有效的,不同要求不同数量的产品就用不同的方法生产,那就是人类的智慧。
加工中心
“加工中心”这个名字给我的第一感觉就是:加工中心就是一个管理机件加工的部门。但是去到以后就知道自己是错了,“加工中心”是一种机器的名字,是一种数控机床设备。
这个工种的实习跟前几个数控的工种一样,都是以零件的设计软件的掌握为主,一天的时间都用于学习MasterCam,通过作业对该软件进一步的掌握这一天以后基本了解了各按钮的意义及一般操作。
用mastercam的感觉是直观、方便设计,但是却有很多的东西需要掌握。数控的东西果然不是一般的东西。
数车980,延续了以往数控车床的东西。认识版面,学习一种基本操作。数车980和数车928的构造差不了多少,只是版面上构造有较大的差别。主要使用了一些基本的程序。
4月11日,实习已经进入了后阶段,好像看到实习快要完了,有点觉得不舍。今天的实习内容是:铸造。铸造是一个历史悠久的生产技术,一堆一堆的泥沙,少数的几样的简单的工具,打造一个个精致的铸模。铸造的目的就是要制造出漂亮的沙模,用铁水浇注的时候产生比较粗糙的金属铸件,铸造有利于减少加工量,降低成本。经过了千年依然是没有淘汰,那是它具有它的价值,但是铸造也存在它的缺点:那就是铸造精度不高,容易产生废品,报废率太高。铸造技术必须要经过改良,不断改造,提高铸造工件的成功率。中国人是聪明的,中国人也将更聪明。
跟着的也是一个历史悠久的工种:钳工。累累累、、、钳工的感觉,钳工是用于机械生产不能生产的工件。机械生产就快速的,大批量的,但是机械也是人制造的。人能想到的,机械不一定做得到,而人能想到的人就能做得到。钳工就是用于加工机械所不能加工或者机械加工所不能达到要求的。那就是人工生产在现在始终是不能被替代的。
说到实习中最接近我们的工种,算是电焊气焊了。虽说是接近但是却不禁有点紧张,毕竟那是高达几千度的高温下的冶炼,总是有点点危险的。平时坚硬的钢铁在顷刻之间融化,那是多么高的温度。我们练习了在高温之下的电焊,虽然掌握的一般但是已经非常满意,接近那么高温的东西的机会是很少的。看着金属的融化、黏合,真是觉得自己有了神的力量一样。坚硬如钢又如何,都随我的一挥手之间而熔去。
电焊与气焊只能把金属黏合,而不一样的“金属热处理”就能将金属的硬度的。表面一样的金属在显微镜之下却有不一样的组织,而这些组织正是金属的硬度不同的原因。热处理的实习中,我们做了一个实验:用自己的双手,在老师的指导之下,完成对一块金属的热处理,测试了处理前后的硬度(洛氏硬度)知道了热处理对金属的硬度是有影响的。热处理在生产中的应用等,如齿轮,轴承等。
环境科学与工程范文4
“环境工程原理”课程于2003年秋季学期首次在清华大学开设。2004年的8月教育部高等学校环境工程专业教学指导分委员会在四川大学召开的会议上将本课程确定为环境工程专业9门核心课程之一。本校环境科学专业在有些理论课程和实验课程设置上存在重复内容,因此,于2010年制订了新的教学大纲,目前该课程被列为本校环境科学专业的学位课。2005年正式出版了“十一五”国家级规划教材《环境工程原理》,然而清华大学也未出版过的环境工程原理实验教材,目前实验所用的是自编指导书,《环境工程原理实验》教材正在编写之中。国内的其他高校也纷纷开展环境工程原理及其实验教学,有些高校采用的实验教材是化工原理实验,部分高校则根据本单位的实验条件自编实验指导书。
1 环境工程原理实验存在的问题
1.1 实验教材内容不合适
环境工程原理实验是一门以环境工程本文由收集整理单元操作过程原理和设备为主要内容,以处理环境工程问题的实验研究方法为特色的实践性课程。它在培养学生的工程能力、创新能力方面起着重要作用。通过本课程学习,不仅是验证环境工程单元操作的基本理论,加深对课堂教学内容的理解。更重要的还在于对学生进行工程实验方法、实验技能的基本训练。
环境治理工程中常应用化工工艺流程中的单元操作。由于环境工程有其独特性,并不是化工中的单元操作均可用于环境治理工程中。化工原理实验并不能完全代替环境工程原理实验,因此,编写一本适合环境科学专业用的环境工程原理实验指导书,并在首届学生中使用,同时探讨教学与实践中碰到的问题进行研究迫在眉睫。
1.2 实验项目类型单一
传统的实验一般是验证性实验,缺少设计性和综合性实验。教学模式是教师讲授实验原理和操作步骤,学生按部就班地完成实验内容,学生定期提交实验报告。该教学模式过于简单,学生缺乏对实验的设计和实验数据的分析,不仅不能激发学生的创造性思维和实验主动性,同时也无法培养学生科学严谨的实验态度,也导致学生不会独立思考,对于实验中出现的一些现象和问题无法做出判断与解释。另外,学生很少接触大型仪器,就算在《仪器分析实验》中也是无法亲自操作。
1.3 实验教学效果不佳
目前本校环境科学专业的实验课由一名老师负责一个班学生,由此造成实验课程教学秩序的混乱,甚至出现有些学生出工不出力的现象发生。另外,教师不能及时地解决学生在操作中的问题。比如学生在做苯酚废水的光化学降解实验中发现,苯酚的浓度随着反应的进程是满足一级动力学规律,但是降解过程中溶液由无色慢慢转变为浅棕色。学生针对该现象无法做出解释。
2 实验教学改革方案
2.1 编写合适的实验教材
根据自编实验指导书,指导环境科学10级学生完成了36学时的实验,并对学生实验报告做了批改。本次教改的重点是完成实验指导书的编写,并用于学生的实验教学。本实验指导书包含7个实验。实验内容与“环境工程原理”理论教学有关知识点对应,加深学生对课堂教学的理解,并培养理科学生一定的工程实验能力。主要实验项目见:表1。增加了设计性和综合性实验个数,减少验证性实验数目。
2.2 合理安排实验学生人数
本次教改的实践教学是依托应用化学实验室中型工业化的实验装置,通过学生的亲自实践操作,使得学生增强了对工业装置组成结构的认识,为将来走向工作岗位调试工程装置奠定了坚实基础。环境工程原理实验课程共设7个实验,同时安排7个老师负责一个实验。平均每位教师只需要负责指导学生人数5名。
3 结语
环境科学与工程范文5
关键词: 环境材料 环境工程 教学实践
材料是人类社会进步和人民生活水平提高不可缺的物质基础。生产材料是消耗资源与能源的大户,也是造成环境污染的主要源头,但是材料还是开发能源和治理环境污染的重要保障。
90年代初,人类认识到在生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下,国际材料界出现一个新的领域――环境材料。它是一个涉及材料科学、环境科学、管理学及经济学等多学科的综合与交叉的新领域。
农业院校环境工程专业开设环境材料课程可以使环境工程专业的学生毕业后,把可持续发展的思想运用于科研、生产,使各种环保产品的生产工艺流程更合理更趋于环保,对提高环保素质是一种有益尝试。
近年来,有些高校为环境相关专业的本科生或研究生开设了环境材料课程,但作为一门新课程,知识信息量迅速增加,课程内容不断得到拓展和更新,深化教学研究迫在眉睫。
为了促进农业院校环境工程专业开设环境材料的教学工作,笔者从农业环境工程专业的自身学科特点和人才培养目标,从教学内容、教学方式和课堂教学与自主学习的分配等方面进行了探讨。
1.课程的定位和特点
目前,在国内清华大学、北京工业大学、兰州大学等高校针对高年级大学生开设了环境材料课程,都取得了较好效果。我校作为一个地方性农业高校,为适应社会发展,以服务地方经济为目标,2010年针对环境工程专业拓展课里增设了环境材料选修科。该课程密切联系科研和生产实际,旨在使学生掌握主要环保材料的制备方法的基础上,了解一些新型材料在环境中的应用潜力,了解产业化的环境材料产品商业化的状态、程度和应用情况及经济性,拓宽学生的知识面,提高其继续深造和就业能力,同时提高他们的环保意识。
由于本课程涉及面广,尤其涉及很多材料化学方面的知识,因此在讲授过程中尽可能地使多学科相融合、贯通;同时,课堂教学采用启发式或讨论式的教学方法,理论结合实际,引导学生加深对所学知识的理解和应用,提高学生学习本课程的兴趣和积极性。
2.教学的实践与探索
2.1整合教学内容,凝练教学特色。
环境材料课程涉及领域非常广泛,如能源材料、净化材料、环境替代材料、功能高分子材料、智能材料及降解环境材料等。我校开设的环境材料作为一门专业选修课,设在第5学期,课时为32学时,因而结合农业院校特色,课程教学内容的精练和整合必不可少。通过对几种环境材料教材的对比和筛选,并结合教学实践,选用冯玉杰编著的《环境功能材料》作为参考,主要针对近年来适用于农业地区的特殊条件的环境净化材料、吸附分离材料、新能源材料进行讲授。具体教学内容和学时分配如下表所示。
表 教学内容和学时分配
第一章净化材料中主要讲授目前环境领域的科研热点和商业前景的材料电催化材料、光催化材料、湿式氧化材料、微波材料;第二章吸附分离材料中主要讲授环境监测和污染治理领域有关的离子交换分离材料,吸附树脂分离材料,纤维吸附分离材料;第三章新能源材料中主要讲授与农村固废资源化有关的生物质能和21世纪最有潜力能源氢能。讲授中重点放在这些新材料的组成、制备方法、环境中应用原理基础上,分析各种材料的研究现状和发展趋势。讲授过程中不必面面俱到,在深入钻研教材的基础上确定授课内容,重新整合,用简练、准确、通俗的语言把讲授内容表达出来,使学生一听就懂。
2.2结合科研和商业案例,提高学习兴趣。
因为该课程中涉及内容较多,理论深,如果进行抽象的讲解则对于环境工程专业本科生来说枯燥,难度大,且与他们关系不大,所以学生兴趣不浓厚。教师对环境材料教学内容,一般由理论易到难,逐步深入,此外要考虑对学生学习兴趣的一定的刺激程度,增强案例的趣味性。在本课程教学中,为了优先吸引学生的注意力,每讲一种新型材料时,讲解材料的制备和应用远离前,想办法为学生创设新颖真实的科研和商业案例的情境,由此吸引学生的注意力,再由该情景过渡到课本核心部分――材料的组成、制备及应用原理。比如讲光催化材料时,先采用生动的形象、真实的画面展示“自洁玻璃”在浴室门窗、厨房门窗玻璃、汽车玻璃等应用;结合“非典”事件,展示TiO■光催化剂,投入台湾使用收效显著案例。另外,介绍世界上发达国家知名公司,如英国PilkingtonActiv公司、日本TOTO公司、美国PPG公司、德国GEA公司等,研发光催化材料产品推向市场的现状。讲生物质能时,首先以动画形式介绍农村新能源开发典型案例,如浙江富春江环保热电股份有限公司和山东京能生物质发电有限公司等。根据这些事实,先丰富学生的想象力,激发学生的兴趣和求知欲,然后讲解材料的制备和净化原理,达到教学目的。
2.3教学过程中“以人为本”发挥学生的主体作用。
教学的实质是教和学有机结合、教师和学生的良性互动过程,在以往的教学中强调教师的主导性而把学生单纯地视为教育对象,忽视学生主体地位,往往以教师为主导,无视学生的主观能动性。在本课教学过程中,讲授重点放在使学生掌握新材料的组成、制备方法、应用原理,理解相应内容的基础上,把材料的实际应用现状和趋势采用讨论和讲座形式,发挥学生主体作用。具体实施方式如下:
2.3.1讨论部分:讲授一种材料后将所对应材料的应用现状任务下达给部分学生,一般每种材料分给两组,学生三名一组,针对每种材料学生根据兴趣自愿报名,但保证每人都轮到一次。等学生根据数据库、相关报道、汇总内容,在消化基础上进行PPT汇报。汇报内容经班级交流,教师引导学生讨论,对不足内容给予补充和修正,汇报成绩由学生给定,作为平时成绩。在汇报和讨论中,学生非常积极,气氛特别活跃。这样就充分发挥了学生的主体性和创造性,帮助他们跳出被动灌输的困境,成为学习的主人。
2.3.2讲座部分:讲座是大学中的一种重要学习途径。在听讲座过程中,有助于学生在短时间内较全面地掌握科研动态、商业行情并开阔视野,还可以领略各行各业专家的口才艺术,学到课堂上学不到的知识,提高他们综合素质的一种教学活动形式。本课中每章结束后通过课外时间,针对各种新型材料的应用现状和发展趋势方面邀请周边材料领域企业家和专家安排讲座,讲座过程中安排答疑,解决学生的疑问,提高学生的学习兴趣。
2.4网络环境下强化引入材料发展新信息,打破课堂教学的时空限制。
随着科学技术的不断发展,新型环境材料不断出现,不断有新的研究成果被报道,但课程的学时有限,案例教学往往难以让学生在单位时间内获得全面。为了充分利用业余时间,让学生进一步拓宽学生的知识面,利用网络环境,组建班级QQ群、微信群等,创造开放、民主、轻松活跃的学习环境。首先,教师可以利用学校的网络数据库资源作为课堂教学的辅助手段,提供最新科研成果的链接,也可以有目的地当今国内外环境功能材料研究中的一些最新研究成果或科教片。其次,给学生一定的认知时间,让学生多角度、深层次地对研究成果进行剖析。最后,网上互动交流,学生与学生、教师与学生可以即时互动。通过不同观点之间的碰撞、辩驳、补充,进一步提高对最新研究成果的认识。
3.结语
环境材料作为新世纪材料科学发展的方向,渗透于各门材料专业课的教学之中,尤其是对环境工程专业学生来说,是在以可持续发展的思想制备材料,应用材料,保护环境,提高环保素质教育方面作出的有益尝试。经过三年来对农业院校环境工程专业学生开设环境材料课程的实践,在教学内容及教学方法上结合专业特点,采用灵活多样的教学方法,促使学生积极参与教学互动,提高教学质量,取得一定的教学效果。在以后的教学中应继续就课程教学体系建设进行进一步的探讨与实践。
参考文献:
[1]朱光明.材料化学课程的内容设置及其与材料科学的关系[J].大学化学,2004,6.
环境科学与工程范文6
关键词:环境工程概论;研究型教学;课题式教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)12-0125-02
研究型课程是学生在教师指导下,以身边及生活中获取的各种课题为学习载体,利用已有的专业知识开展主动性研究,在提出问题和解决问题的全过程中不断构建及完善专业知识体系、掌握研究方法,完成专业知识学习的过程[1,2]。研究型课程能够极大调动大学生主动参与学习的积极性。在研究型课程中,教师的作用不在于传授知识,而在于引导学生发现问题、思考问题和解决问题,而这些问题往往没有标准答案[3,4]。因此,研究型课程是一种强化学生主动学习的理念、策略和方法,侧重于学生主动探究的学习活动,是目前高校专业课程教学改革的重要方向。
目前在国内大多数高校中,对研究型课程的开设方式缺乏全面系统的认识,或者只进行了小范围的探讨,或者未开设。在此背景下,本文以桂林理工大学环境工程专业开设的《环境工程概论课》为例,提出了一套基于研究型课程理念的课程设计方案及学生能力培养方法。
一、课程改革目标分析
《环境工程概论》课程既是环境科学的一个分支,又是工程学的一个重要组成部分。在以往的教学体系中,该课程通常作为针对非环境工程专业学生开设的选修课程,主要介绍环境保护的基本理论、基本技术、环境现状,是当代大学生环境素质教育的基础课之一,使非环境专业学生能够对污水、废气、固体废弃物以及噪声等污染的治理方法和原理有所了解。近年来,随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》和《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》精神的深入贯彻[5],环境工程专业培养方案的调整,《环境工程概论》成为环境类专业新生学习的第一门必修专业基础课。
作为环境工程专业新生的入门课程,《环境工程概论》的教学效果直接影响到学生对后续专业课程的学习兴趣和学习效果。概论类课程的共同特点是涵盖内容多、知识更新速度快,基本内容既包含了水体污染、大气污染、固体废物污染、物理性污染的控制及治理原理与方法,也涵盖了环境监测与评价、环境规划管理等方面的有关内容,同时还介绍了环境领域最新研究成果和发展趋势,每一章节的内容就是一门独立的课程。由于课程内容多,知识点零散,传统的单个教师主讲的“灌入式”全讲课模式存在着较大的问题,不仅让授课老师上课吃力,浅显且泛泛的内容对学生也缺乏说服力,导致学生兴趣下降,课堂气氛不活跃。
对于刚入校的大学新生来说,他们对环境工程专业知识的理解还只局限在媒体报道的“雾霾”、“温室效应”、“富营养化”及各种污染事件上,迫切希望了解自己所选择的专业的具体方向及内容。在此情况下,为使学生明确学习目标和未来职业发展方向,找到自己的兴趣点,《环境工程概论》课程教学应通过宏观与微观相结合的方式,通过教师总体讲授,使学生对环境专业有总体认识。然后,学生在教师讲授的基础上,结合身边环境问题,成立课题小组,开展一些研究型课题的学习。这些研究型教学课题的开展,可以使学生在教师的指导下,通过查阅资料、社会实践调查等,对身边环境问题的发生根源、基本原理、解决措施等进行深入了解。这样,在完成课程任务的同时,既熟悉了环境工程专业的学习、研究方法,了解到环境工程专业在社会发展中的地位与作用,又激发了学生对环境工程专业的学习兴趣,建立起对我国环境保护事业的责任心,为今后专业课程的学习打下了坚实的基础。
二、环境工程概论研究型教学的具体实践
根据环境工程概论课程的培养目标、教学内容的要求,本课程的研究型教学由课题设计、课题实施、成果评价三部分组成。
(一)课题设计
课题设计是研究型教学的基础,是以课题为中心对学习内容进行的重新规划。根据学生人数,并考虑到学生的专业认知水平,结合桂林市在环境保护问题上取得的成果,将《环境工程概论》教学内容课题设计为以学生调查实践为主题。在课堂教学中,以学生通过调查发现的问题所作的汇报作为各章内容的开题,进而引出各章理论主题内容。然后,教师结合学生研究内容进行总体讲授、指导,使得课程生动、课堂气氛热烈,进而带动学生学习的兴趣。课题设计的具体内容包括:桂林市水污染状况调查、桂林市大气污染状况调查、桂林市固体废物状况调查、桂林市声环境以及桂林市的生态之城建设五个部分。
(二)课题实施
1.成立课题小组。课程第一堂课为导论课,由教师对目前的环境问题及环境工程研究方向等内容进行总体讲授,布置研究型课题并对课题进行说明。课后学生根据个人兴趣报名,教师根据“组间同质、组内异质、优势互补”的原则进行微调,保持各组同学水平相当,每组6名同学。
2.方案设计与实施。各小组成员首先根据课题题目,明确完成目标,讨论课题实施方案;然后进行组内分工,完成资料收集、查阅、现场调查、数据分析汇总、书面总结及口头汇报等工作。具体实施过程以课下业余时间完成为主,教师轮流跟组进行指导、答疑以及必要的理论知识补充,帮助学生解决在课题完成过程中遇到的问题。
经过分组讨论,各课题小组方案设计内容如下表1所示。
在完成过程中,数据信息来源主要包括图书馆的图书、期刊、统计年鉴、环境公报等纸质资料,图书馆的电子资源,如CNKI数据库等,以及环保局网站、环保局实时监测系统等网络数据资源。然后,再结合实地调查结果,完成课题的研究。
(三)课题成果评价
1.成果展示与评价。首先由组长作为代表对课题完成内容进行汇报,同时对课题完成过程中遇到的问题及解决方法进行介绍,课题组成员共同对其他小组的提问进行解答。根据汇报结果和答疑情况对课题成果进行评价,评价结果由三部分组成:组间评价、组内互评和教师评价。课题小组根据评价内容对课题内容进行进一步修改,并形成书面报告上交。
2.成绩评定。研究型教学课程的成绩评定方法采用形成性评价和总结性评价相结合的方式[6]。其中课程总成绩由学生个人的平时表现(包括课题表现、对小组课题项目的贡献)、所在课题小组成绩(要求3~4名环境工程专业老师对小组作品进行评定,取平均分)、期末考试成绩(闭卷考试)三部分组成。
三、总结与反思
在研究型教学过程中发现以下两点需要进一步完善。
1.完善学生在课题完成过程中的过程管理工作。小组成员应记录下课题完成过程中的日记与心得,不断总结课题完成过程中每个环节的安排是否合理,有无改进措施,如成员分工情况是否合理、时间安排是否得当等。
2.教师对课题完成过程的反思。如根据每个课题完成情况,评价课题设计是否合理、能否达到教学目标、研究开展过程中存在哪些问题,如何实现教学效果的最优化,以期在今后的研究型教学中不断完善。
参考文献:
[1]陈浩,郭龙建.高等院校本科教学中开展研究型课堂教学的思考[J].长春理工大学学报,2013,(4):192-193.
[2]冯湘,王雷,林亚平.研究型大学创新型课程教学模式探索[J].计算机教育,2010,(18):69-74.
[3]钟秉林,董奇,葛岳静,等.创新型人才培养体系的构建与实践[J].中国大学教育,2009,(11):22-24.
[4]赵洪.研究性教学与大学教学方法改革[J].高等教育研究,2006,27(2):71-75.